城市不同河道景观中多环芳烃及水质指标的分布情况 ——以贾鲁河为例

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城市河流系统能够在很大程度上决定城市河流水体和沉积物中污染物的分布、迁移和最终去向。为了研究常见的城市不同河道景观中污染物的分布情况以及这些不同河道景观之间的污染分布差异,我们选取了郑州市区贾鲁河河道内的四种不同的城市河道景观进行研究,这四种河道景观包括城市原始河道景观、城市湿地构建河道景观、城市公园河道景观和城市正常河道景观,采集了在这四种不同的城市河道景观中的水样及沉积物底泥样品,分别对采样点水样的化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和硝态氮(NO3-N)五种水质指标进行了分析,并使用了广义线性模型比较了四种城市河道景观水体中水质指标是否具有显着性差异;对沉积物样品中美国环境保护局规定的16种优先控制的多环芳烃含量也进行了检测,进而对其分布做了研究,通过利用多环芳烃同分异构体比值法并参考低分子量多环芳烃的占比对多环芳烃的污染来源进行了分析,最后通过主成分分析方法对城市河道中多环芳烃的总量(∑16 PAHs)的变化与水质指标之间的相关性进行了探讨。本研究得到的主要结论如下:1、在城市湿地构建河道景观和城市公园河道景观中,水质的化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)指标均达到《中华人民共和国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》规定的Ⅰ类水标准,城市原始河道景观中水质的这两种指标污浓度最高,城市正常河道居中。2、在本研究中,郑州市贾鲁河河道沉积物中的多环芳烃浓度总量(∑16 PAHs)范围为827.5 ng/g d.w.-1514.3 ng/g d.w.,平均浓度为1140.8 ng/g d.w.,低于大多数相似研究中城市河流的多环芳烃浓度。3、对大多数采样点的同分异构体比值分析和低分子量多环芳烃(LMW PAHs)的分布分析表明,燃煤可能是郑州市贾鲁河河道多环芳烃(PAHs)污染的主要来源。另外,低分子量多环芳烃(LMW PAHs)占总的多环芳烃含量的比例在城市公园河道中保持最低,其次是城市湿地构建河道,这可能表明多环芳烃(PAHs)在这两个城市河道景观中的消解、去除效果更好。4、主成分分析(PCA)表明,沉积物多环芳烃总量(∑16 PAHs)的变化与河水氨氮(NH3-N),化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)密切相关,而与水硝态氮(NO3-N)无关。结果表明,在郑州市区贾鲁河河段,城市公园河道景观和城市湿地构建河道景观的实践可以显著改善水质指标如化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N),使这两个水质指标达到国家规定的Ⅰ类水标准。市区贾鲁河河道沉积物中的多环芳烃浓度总量(∑16 PAHs)的平均值为1140.8 ng/g d.w.,低于其它同类城市河流中的多环芳烃总量的浓度值。郑州市贾鲁河河道多环芳烃(PAHs)污染的主要来源可能是燃煤。低分子量多环芳烃(LMW PAHs)占多环芳烃总量的比例在城市公园河道和城市湿地构建河道景观中较低,这可能表明多环芳烃(PAHs)在这两个城市河道景观中的消解、去除效果更好。综上,城市公园河道景观和城市湿地构建河道景观这两种城市河道景观可以显著改善水质并有利于多环芳烃污染物的去除。
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